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摘要：我国《建筑节能“九五”计划和2010规划》中的目标是：1996-2000新建采暖居住建筑的能耗水平，在1980-1981年当地通用设计能耗基础上节省50%，而2000起新建采暖居住建筑的能耗水平在此水平上再提高30%。如果我们要在提高室内居住的舒适度的同时，达到节能的目标，就必须在外窗的设计、制作、安装三个阶段充分考虑节能的要求。
关键词：建筑外窗；节能技术；保温隔热 措施
建筑是耗能大户，建筑物在使用过程中所消耗的能量在社会总能耗中所占的比例很大。每年在全世界的总能源消耗中，建筑能耗约占到25%～40%。在经济相对发达、生活水平相对较高的社会中建筑耗能所占的相对更大。比如，在2000年的能源消耗中，法国的建筑能耗占到法国社会总能耗的45%；美国的建筑能耗占美国社会总能耗的33.7%。我国随着经济的快速发展，建筑能耗也已占到社会总能耗的20%～25%，并正逐步上升到30%。如今建筑节能是世界性的大潮流和大趋势，同时也是我国社会经济健康发展对建筑行业提出的迫切要求。
外窗是建筑围护结构的重要组成部分，随着社会的发展生活水平的提高，我们不断追求更大的外窗面积。据调查，目前我国窗户的面积大约占建筑面积的1/4，外围护结构面积的1/6。而通常情况下通过外窗的热损失占建筑能耗的50%以上，外窗作为围护结构保温的薄弱环节，外窗的保温效果直接影响到建筑物的节能性能。因此实施好建筑外窗的节能工作，是整个建筑节能工程中既有效又经济的措施。
一、外窗发生能耗的主要途径
窗户由窗框、玻璃、密封件、五金件组成。通常情况下，窗户的能耗主要通过空气渗漏、玻璃辐射热、温差传导传热（玻璃的间隔层材料）和空气对流传递热四种途径实现热量的交换：空气渗透是通过外窗开启部分的密封缝隙处渗透入室内的空气通过对流交换所带来的能量损失；温差传热是由于室内外的温差作用，通过窗框和窗玻璃的热传导所带来的能量损失；辐射热是通过采光玻璃的辐射所带来的能量损失；而对流热则是因为窗内外不同温度气体上下相对运动时的损失热。
我们在设计外窗的时候不但要考虑门窗获得能量的因素，同时要考虑影响门窗热损失的因素。只有做到建筑内能量充分的利用，热量的获得与外流最大限度的处于对居住环境可利用的平衡状态，才是真正意义上的节能。外窗的位置和方向、外窗产品的设计（外窗孔道的数量）、使用的玻璃的种类、内部和外部阴影的数量，都直接影响着辐射传递、对流传递、传导传递和空气渗漏等等的能量传递方式。我们只要合理配置就能实现对通过外窗进行热量交换的过程控制，才能实现真正的节能。
二、外窗能量损失的具体分析
1.空气渗漏
这部分技术控制主要通过加工工艺、外窗开启形式以及安装技术手段解决。不论冬季还是夏季，外窗能量损失多数是因为空气渗漏造成的，对开启窗来说，大多数空气渗漏是在扇和框之间发生或者两个推拉扇之间。较大面积的窗往往泄漏少的空气，在结构装配很差的固定窗上，主要在中空玻璃与扇之间密封处发生空气渗漏，固定窗往往具有最低的空气渗漏速率。在开启窗中，空气渗漏最小的是上悬窗、平开窗和类似使用特殊压条的推拉窗。如开启窗装配质量较差，窗框周边和洞口之间没有很好地堵缝或者使用泡沫绝缘密封，就会发生空气渗漏，在外窗彻底安装完成前，这些部位应该密封和绝缘处理。
2.辐射传递
外窗中通过玻璃的辐射热损失占外窗总热损失的2/3左右，普通的玻璃很容易将热量发射到冷的表面（普通玻璃的辐射率为0.84），将玻璃表面的发射率降低 可以减少玻璃的辐射传热即使用Low-E玻璃可以减少辐射传热（Low-E玻璃的表面辐射率在0.01-0.15之间）。
3传导传递
外窗上的传导热损失主要是通过中空玻璃边部和窗框发生的，通过改进边部材料，使用更绝缘的边部窗框材料，如塑料外窗型材或者是铝合金断桥隔热型材以及中空玻璃边部密封材料，如采用暖边密封系统，增加外窗型材腔体设计可以有效地减少传导热损失。不同的型材具有不同的隔热系数，虽然铝合金材料本身的导热系数是塑料材料导热系数的2000倍，虽然经过加工处理后的型材本身的差异就没有这么高了，但一些地区，采用铝合金或者铝合金断桥中空玻璃窗，很难达到当地节能标准的一级，甚至要达到二级也是很困难的事情，选用PVC窗就可以达到，塑料型材为多腔室中空结构，PVC是热的不良导体，其传热系数仅为钢材的1/357，铝材的1/1250，单玻塑窗比单玻铝窗隔热能力提高40%，双玻超过50%。其中主要原因是窗框材料导热性能的影响，毕竟窗框材料在整个外窗中占有约25%的比例份额，因此窗框材料的导热性能成为决定外窗是否能够达标的关键因素。
4.对流传递
对流热损失主要在通过中空玻璃内部间隔气体运动产生的，如果间隔层太小通过空气的热传导是很大的。如果空气间隔层太大，那么在室内侧暖玻璃表面的暖空气就会上升而室外侧冷玻璃表面的冷空气就会下降，形成对流，将室内的热量流失。一般来说，对普通白玻内含空气的中空玻璃来说，中空玻璃空气层的最佳距离为12-16mm。通常使用特殊气体如氩气、氪气减少对流损失，它们共同的特点是性能稳定，不活泼并比空气导热性小，在所有惰性气体中，氩气最为丰富，在空气中约占1%，提取比较容易，应用起来最经济，氪气在空气中的含量比较稀少，所以很少在实际生产中使用。
三、提高外窗保温隔热性能的对策与措施
从能量传递的角度来看，建筑物外窗既是能耗体，也是吸热体，既通过太阳光射入室内而获得热量。因此，应该根据根据当地的气候条件、功能要求以及其他围护构件等因素选择适当的外窗材料、型号和具体的节能技术应用，达到最好的节能效果。
1控制建筑的朝向和窗墙的面积比。外窗比墙体的传热系数大很多，在考虑采光性和经济性的时候，必须指控窗墙的面积比。不同气候的地方要求的窗墙面积比不同。在南方气候温暖的地区，夏天辐射大，时间长，因此东西向的窗墙比应该比较小并减少开放时间，而南向窗应该加强防太阳辐射，北向窗提高保温性能。 2加强窗户的气密性能，减少空气的参透量，设计合理的密封结构，并选用性能良好的密封胶条，可改善普通建筑外窗的气密性能！如选用具有耐性强、不易收缩变形、手感柔软的材料作密封条。
3合理选择窗户用玻璃，加强窗户的隔热性能，增强窗户的热反射。玻璃按其性能可分为平板玻璃、中空玻璃、镀膜玻璃和彩色吸热玻璃，另外还有一些新型功能镀膜玻璃，比如上文提到的使用Low-E镀膜玻璃。我们可以根据不同的需要选择适合的玻璃。窗户的隔热性能主要是指在夏季窗户阻挡太阳辐射射入室内的能力。一般我们可以采用各种镀膜或者具有热反射功能的特殊玻璃，或者更高级的可以选择具有对太阳光中的红外线反射能力强效果的热反射材料。
4加强窗户内、外的遮阳措施，减少热辐射。对冬暖夏热的南方地区建议采用固定式的外遮阳，如遮阳板、遮阳篷以及适当的增加阳台的挑出长度。而对于需要考虑采暖的北方地区，则建议采用活动式外遮阳，如在窗户外侧安装外开的平开百叶窗，百叶窗的百叶角度可以根据需要调整以决定采光量。
5选择合适的窗户门框材料，改善窗户的保温功能。特别是在冬天寒冷的地区，对窗户的保温功能要求更高。如今市场上有很多的低导热系数的保温材料，如PVC塑料型材、铝合金断冷（热）桥窗框材料、玻璃钢型材铝塑复合材料等，可以从更本上改善普通金属由于窗框的热传导带来的能量损失。
6合理的施工。外窗的安装质量好坏，不仅能够影响外窗产品的使用寿命及空气渗漏产生重大的影响，还会对外窗结露控制产生极大的影响，因此，提高安装技术，也是提高外窗性能的重要措施。施工的基本要求有：a.将窗框与洞口开口之间的周边的缝隙做绝热密封处理；b.在室内侧，密封窗框与洞口开口之间的连接处。
四、结语
外窗的节能状态直接影响着整个建筑的能耗。我们考虑外窗的设计时，不但要考虑这栋建筑物的“风水”现实，也要从具体细节着手选择外窗的型号、材料，最好还要严格执行施工标准。只有精益求精，我们才能达到节能的目标。
参考文献：
[1]黄夏东.建筑外窗及窗玻璃对建筑节能的影响[J].能源与环境.2008（04）.
[2]郑宝华，戴琦，王璞.民用建筑外窗的节能技术[J].建筑节能.2009（07）.
[3]蒙慧玲，陈保胜.建筑外窗节能技术分析[J].华中建筑.2009（08）.
关键词：建筑外窗；节能技术；保温隔热 措施
建筑是耗能大户，建筑物在使用过程中所消耗的能量在社会总能耗中所占的比例很大。每年在全世界的总能源消耗中，建筑能耗约占到25%～40%。在经济相对发达、生活水平相对较高的社会中建筑耗能所占的相对更大。比如，在2000年的能源消耗中，法国的建筑能耗占到法国社会总能耗的45%；美国的建筑能耗占美国社会总能耗的33.7%。我国随着经济的快速发展，建筑能耗也已占到社会总能耗的20%～25%，并正逐步上升到30%。如今建筑节能是世界性的大潮流和大趋势，同时也是我国社会经济健康发展对建筑行业提出的迫切要求。
外窗是建筑围护结构的重要组成部分，随着社会的发展生活水平的提高，我们不断追求更大的外窗面积。据调查，目前我国窗户的面积大约占建筑面积的1/4，外围护结构面积的1/6。而通常情况下通过外窗的热损失占建筑能耗的50%以上，外窗作为围护结构保温的薄弱环节，外窗的保温效果直接影响到建筑物的节能性能。因此实施好建筑外窗的节能工作，是整个建筑节能工程中既有效又经济的措施。
一、外窗发生能耗的主要途径
窗户由窗框、玻璃、密封件、五金件组成。通常情况下，窗户的能耗主要通过空气渗漏、玻璃辐射热、温差传导传热（玻璃的间隔层材料）和空气对流传递热四种途径实现热量的交换：空气渗透是通过外窗开启部分的密封缝隙处渗透入室内的空气通过对流交换所带来的能量损失；温差传热是由于室内外的温差作用，通过窗框和窗玻璃的热传导所带来的能量损失；辐射热是通过采光玻璃的辐射所带来的能量损失；而对流热则是因为窗内外不同温度气体上下相对运动时的损失热。
我们在设计外窗的时候不但要考虑门窗获得能量的因素，同时要考虑影响门窗热损失的因素。只有做到建筑内能量充分的利用，热量的获得与外流最大限度的处于对居住环境可利用的平衡状态，才是真正意义上的节能。外窗的位置和方向、外窗产品的设计（外窗孔道的数量）、使用的玻璃的种类、内部和外部阴影的数量，都直接影响着辐射传递、对流传递、传导传递和空气渗漏等等的能量传递方式。我们只要合理配置就能实现对通过外窗进行热量交换的过程控制，才能实现真正的节能。
二、外窗能量损失的具体分析
1.空气渗漏
这部分技术控制主要通过加工工艺、外窗开启形式以及安装技术手段解决。不论冬季还是夏季，外窗能量损失多数是因为空气渗漏造成的，对开启窗来说，大多数空气渗漏是在扇和框之间发生或者两个推拉扇之间。较大面积的窗往往泄漏少的空气，在结构装配很差的固定窗上，主要在中空玻璃与扇之间密封处发生空气渗漏，固定窗往往具有最低的空气渗漏速率。在开启窗中，空气渗漏最小的是上悬窗、平开窗和类似使用特殊压条的推拉窗。如开启窗装配质量较差，窗框周边和洞口之间没有很好地堵缝或者使用泡沫绝缘密封，就会发生空气渗漏，在外窗彻底安装完成前，这些部位应该密封和绝缘处理。
2.辐射传递
外窗中通过玻璃的辐射热损失占外窗总热损失的2/3左右，普通的玻璃很容易将热量发射到冷的表面（普通玻璃的辐射率为0.84），将玻璃表面的发射率降低 可以减少玻璃的辐射传热即使用Low-E玻璃可以减少辐射传热（Low-E玻璃的表面辐射率在0.01-0.15之间）。
3传导传递
外窗上的传导热损失主要是通过中空玻璃边部和窗框发生的，通过改进边部材料，使用更绝缘的边部窗框材料，如塑料外窗型材或者是铝合金断桥隔热型材以及中空玻璃边部密封材料，如采用暖边密封系统，增加外窗型材腔体设计可以有效地减少传导热损失。不同的型材具有不同的隔热系数，虽然铝合金材料本身的导热系数是塑料材料导热系数的2000倍，虽然经过加工处理后的型材本身的差异就没有这么高了，但一些地区，采用铝合金或者铝合金断桥中空玻璃窗，很难达到当地节能标准的一级，甚至要达到二级也是很困难的事情，选用PVC窗就可以达到，塑料型材为多腔室中空结构，PVC是热的不良导体，其传热系数仅为钢材的1/357，铝材的1/1250，单玻塑窗比单玻铝窗隔热能力提高40%，双玻超过50%。其中主要原因是窗框材料导热性能的影响，毕竟窗框材料在整个外窗中占有约25%的比例份额，因此窗框材料的导热性能成为决定外窗是否能够达标的关键因素。
4.对流传递
对流热损失主要在通过中空玻璃内部间隔气体运动产生的，如果间隔层太小通过空气的热传导是很大的。如果空气间隔层太大，那么在室内侧暖玻璃表面的暖空气就会上升而室外侧冷玻璃表面的冷空气就会下降，形成对流，将室内的热量流失。一般来说，对普通白玻内含空气的中空玻璃来说，中空玻璃空气层的最佳距离为12-16mm。通常使用特殊气体如氩气、氪气减少对流损失，它们共同的特点是性能稳定，不活泼并比空气导热性小，在所有惰性气体中，氩气最为丰富，在空气中约占1%，提取比较容易，应用起来最经济，氪气在空气中的含量比较稀少，所以很少在实际生产中使用。
三、提高外窗保温隔热性能的对策与措施
从能量传递的角度来看，建筑物外窗既是能耗体，也是吸热体，既通过太阳光射入室内而获得热量。因此，应该根据根据当地的气候条件、功能要求以及其他围护构件等因素选择适当的外窗材料、型号和具体的节能技术应用，达到最好的节能效果。
1控制建筑的朝向和窗墙的面积比。外窗比墙体的传热系数大很多，在考虑采光性和经济性的时候，必须指控窗墙的面积比。不同气候的地方要求的窗墙面积比不同。在南方气候温暖的地区，夏天辐射大，时间长，因此东西向的窗墙比应该比较小并减少开放时间，而南向窗应该加强防太阳辐射，北向窗提高保温性能。 2加强窗户的气密性能，减少空气的参透量，设计合理的密封结构，并选用性能良好的密封胶条，可改善普通建筑外窗的气密性能！如选用具有耐性强、不易收缩变形、手感柔软的材料作密封条。
3合理选择窗户用玻璃，加强窗户的隔热性能，增强窗户的热反射。玻璃按其性能可分为平板玻璃、中空玻璃、镀膜玻璃和彩色吸热玻璃，另外还有一些新型功能镀膜玻璃，比如上文提到的使用Low-E镀膜玻璃。我们可以根据不同的需要选择适合的玻璃。窗户的隔热性能主要是指在夏季窗户阻挡太阳辐射射入室内的能力。一般我们可以采用各种镀膜或者具有热反射功能的特殊玻璃，或者更高级的可以选择具有对太阳光中的红外线反射能力强效果的热反射材料。
4加强窗户内、外的遮阳措施，减少热辐射。对冬暖夏热的南方地区建议采用固定式的外遮阳，如遮阳板、遮阳篷以及适当的增加阳台的挑出长度。而对于需要考虑采暖的北方地区，则建议采用活动式外遮阳，如在窗户外侧安装外开的平开百叶窗，百叶窗的百叶角度可以根据需要调整以决定采光量。
5选择合适的窗户门框材料，改善窗户的保温功能。特别是在冬天寒冷的地区，对窗户的保温功能要求更高。如今市场上有很多的低导热系数的保温材料，如PVC塑料型材、铝合金断冷（热）桥窗框材料、玻璃钢型材铝塑复合材料等，可以从更本上改善普通金属由于窗框的热传导带来的能量损失。
6合理的施工。外窗的安装质量好坏，不仅能够影响外窗产品的使用寿命及空气渗漏产生重大的影响，还会对外窗结露控制产生极大的影响，因此，提高安装技术，也是提高外窗性能的重要措施。施工的基本要求有：a.将窗框与洞口开口之间的周边的缝隙做绝热密封处理；b.在室内侧，密封窗框与洞口开口之间的连接处。
四、结语
外窗的节能状态直接影响着整个建筑的能耗。我们考虑外窗的设计时，不但要考虑这栋建筑物的“风水”现实，也要从具体细节着手选择外窗的型号、材料，最好还要严格执行施工标准。只有精益求精，我们才能达到节能的目标。
参考文献：
[1]黄夏东.建筑外窗及窗玻璃对建筑节能的影响[J].能源与环境.2008（04）.
[2]郑宝华，戴琦，王璞.民用建筑外窗的节能技术[J].建筑节能.2009（07）.
[3]蒙慧玲，陈保胜.建筑外窗节能技术分析[J].华中建筑.2009（08）.